Ingeniería de materiales Ing. Lesly E. Mendoza M. Método de ensayo estándar para la compresión de adoquines de concreto (basado en ASTM C 140 –06) Alcance
Este método de ensayo cubre la determinación de la resistencia a compresión de adoquines de concreto. Definiciones
ADOQUÍN DE CONCRETO: Elemento construido construido con material pétreo, agua y cemento. Tienen como función proporcionar la superficie de desgaste de las carreteras, calles, calzadas, aceras, patios, y aplicaciones similares. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: Esfuerzo máximo que una muestra de material puede soportar bajo carga axial. Importancia y aplicación del método
Este método de ensayo se utiliza para verificar la resistencia a compresión de una muestra de adoquín de concreto con respecto a la resistencia a compresión especificada. Materiales y Equipo
Materiales:
Adoquines de concreto
Mortero de azufre
Equipo Principal:
Máquina de Ensayo
La máquina de ensayo deberá tener una precisión de ± 1.0% sobre el rango de carga prevista. La placa superior deberá tener un asiento esférico, y tendrá un bloque de metal endurecido, firmemente sujeto en el centro del cabezal superior de la máquina. El centro de la esfera deberá descansar en el centro de la superficie, pero deberá poder girar libremente en cualquier dirección, y su perímetro deberá tener al menos 6.3 mm, para acomodar especímenes cuya superficies de soporte no sean paralelas. El diámetro de la placa superior deberá ser como mínimo de 150 mm 1. Una placa de metal endurecido puede utilizarse debajo del espécimen para minimizar el desgaste de la placa inferior de la máquina. La máquina de ensayo se verificará de conformidad con la Norma ASTM E4: “Prácticas para la
Verificación de la Fuerza de Máquinas de Ensayo”, con una frecuencia definida por la Norma 1
Para mayores referencias sobre la determinación de las dimensiones de la placa superior, consulte el anexo A1 de la Norma ASTM C-140 más reciente.
Ingeniería de materiales Ing. Lesly E. Mendoza M. ASTM C1093: “Práctica para la Acreditación de Agencias de Ensayo para Unidades de Mampostería”.
Equipo Misceláneo:
Sierra eléctrica
Regla de Acero con divisiones no mayores de 2.5 mm
Placa de refrentado
Aceite o grasa
Barras cuadradas de acero
Olla térmica
Termómetro de metal con precisión de 1 °C
Lentes
Mascarilla
Guantes de protección contra el calor
Marcador
Jabón
Toallas de papel
Procedimiento
1. Seleccione 6 unidades de cada lote de 10 000 unidades o fracción de éste, y 12 unidades de cada lote de más de 10 000 y menos de 100 000 unidades. De los lotes de más de 100 000 unidades, 6 unidades serán seleccionados de cada 50 000 unidades o fracción de éste. Se tomarán más especímenes si es indicado por el comprador. 2. Marque cada espécimen de modo que pueda identificarse en cualquier momento. Las marcas cubrirán no más del 5% del área superficial del espécimen. 3. Almacene las unidades en un lugar ventilado (no apiladas y separadas por no menos de 13 mm en todos sus lados) a una temperatura de 24 ± 8 °C y una humedad relativa menor que el 80%, durante al menos 48 horas. 2 4. Escoja tres especímenes para el ensayo de resistencia a la compresión. 5. Coloque el espécimen sobre la mesa de trabajo. 2
Si los resultados de compresión son necesarios antes, almacene las unidades no apiladas en el mismo entorno descrito anteriormente, con una corriente de aire de un ventilador eléctrico que pase sobre ellas por un período no menor a 4 horas. Continúe hasta que en dos pesadas sucesivas, a intervalos de 2 horas, no se observe una variación mayor del 0.2% del peso anteriormente determinado, y hasta que la humedad no sea visible en cualquier superficie de la unidad. Los especímenes no serán sometidos a secado en horno. Los especímenes serán unidades de tamaño completo.
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6. Verifique que el espécimen se encuentre libre de humedad visible. 7. Con la regla de acero, mida el largo del espécimen. Realice dos mediciones de la siguiente manera: una en la parte media de la altura en una de las caras, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto, y otra en la parte media de la altura en la cara contraria, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto. (Ver Figura N° 1 a) 8. Anote los dos valores medidos como el largo. 9. Con la regla de acero, mida el ancho del espécimen. Realice dos mediciones de la siguiente manera: una en la parte media de la longitud en la cara superior, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto, y otra en la parte media de la longitud en la cara inferior, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto. (Ver Figura N° 1 b) 10. Anote los dos valores medidos como el ancho. 11. Con la regla de acero, mida la altura del espécimen. Realice dos mediciones de la siguiente manera: una en la parte media de la longitud de una de las caras, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto, y otra en la parte media de la longitud de la cara contraria, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto. (Ver Figura N°1 c) 12. Anote los dos valores medidos como la altura.
Figura N°1. Medición de las Dimensiones en el Adoquín Entero
13. Si el espécimen posee salientes en sus caras, éstas salientes deberán ser cortadas con sierra, y el resto de la pieza grande será ensayada 3. Esta muestra deberá ser simétrica alrededor de dos ejes. 4 14. En el caso de que el espécimen sea producido como en el punto 13, mida con la regla de acero el largo del rectángulo. Realice dos mediciones de la siguiente manera: una en 3
Cuando las unidades enteras para los ensayos de compresión sean demasiado grandes para el adoquín y las placas de la máquina de ensayo, o se encuentren más allá de la capacidad de carga de la máquina de ensayo, corte consierra las unidades a un tamaño apropiado para ajustarlas a la capacidad de la máquina de ensayo. La resistencia a la compresión del segmento deberá considerarse como la resistencia a la compresión de toda la unidad. 4 El requerimiento de reducción de los especímenes fue tomado de la Norma ASTM C936 – 01: “Especificación Estándar para Unidades Sólidas de Concreto Entrelazadas para Pavimento”.
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la parte media de la altura en una de las caras, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto, y otra en la parte media de la altura en la cara contraria, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto. (Ver Figura N°2 a) 15. Anote los dos valores medidos como el largo (L). 16. En el caso de que el espécimen sea producido como en el punto 13, mida con la regla de acero el ancho del rectángulo. Realice dos mediciones de la siguiente manera: una en la parte media del largo en la cara superior, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto, y una en la parte media del largo en la cara inferior, partiendo de uno de los bordes al borde opuesto. (Ver Figura N°2 b) 17. Anote los dos valores medidos como el ancho (W).
Figura N°1. Medición de las Dimensiones en el Adoquín Cortado
18. Caliente el mortero de azufre en la olla térmica, a una temperatura de 129 a 143 °C. Verifique la temperatura del mortero de azufre para refrentado utilizando un termómetro de metal colocado en el centro de la masa. Verifique la temperatura en intervalos de una hora durante el proceso de refrentado. 5 19. Caliente la placa de refrentado antes de su uso. 20. Engrase ligeramente la superficie de la placa de refrentado. 21. Coloque cuatro barras de acero cuadradas de 25 mm (1/2 pulg) en la placa de refrentado
para
formar
un
molde
rectangular
cuyas
dimensiones
serán
aproximadamente 13 mm mayor que las dimensiones totales del espécimen. 22. Revuelva el mortero de azufre para refrentado inmediatamente antes de verter cada capa. 5
Advertencia - El sulfuro de hidrógeno se produce a menudo durante el refrentado cuando el azufre está contaminado con materiales orgánicos, como la parafina o el petróleo. El gas es incoloro y tiene un notorio olor a huevos podridos, pero el olor no es una señal de advertencia confiable, ya que la sensibilidad al olor desaparece rápidamente de la exposición. Las altas concentraciones son letales y dosis menos concentradas pueden producir náuseas, dolor estomacal, mareos, dolor de cabeza o irritación de los ojos. Por esta y otras razones de seguridad, ubique la estación de refrentado en un área bien ventilada.
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23. Llene el molde hasta una profundidad de 6 mm con el mortero de azufre caliente. 24. Acerque rápidamente la superficie del espécimen a refrentar hasta hacer contacto con el líquido. 25. Sostenga el espécimen de modo que su eje se encuentre en ángulo recto con respecto a la superficie del líquido de refrentado. 6 26. No perturbe el espécimen hasta que el mortero de azufre se haya enfriado y solidificado. 27. Una vez que el recubrimiento de mortero de azufre se ha solidificado y enfriado, separe el espécimen de las placas de refrentado de tal manera que se eviten daños en el refrentado y en el espécimen. 28. Repita el procedimiento del punto 23 al 28 para la otra superficie del espécimen a refrentar. 7 29. Ubique el centroide de la superficie de carga del espécimen. 30. Marque el centroide de la superficie de carga del espécimen. 31. Coloque el espécimen en la máquina de ensayo en la misma posición como será colocado en la obra. 32. Acomode el espécimen con el centroide de la superficie de carga alineado verticalmente con el centro de empuje del bloque de acero esférico de la máquina de ensayo. 33. Aplique la carga hasta la mitad de la carga máxima prevista, a algún rango conveniente. 34. Ajuste los controles de la máquina según sea necesario para conseguir una velocidad uniforme de desplazamiento de la cabeza movible. 35. Aplique la carga restante en no menos de 1 minuto ni más de 2 minutos. 36. Registre la carga máxima de compresión en Newtons, como Pmáx. 37. Detenga el funcionamiento de la máquina de ensayo. 38. Retire el espécimen ensayado de la máquina de ensayo. 39. Repita el procedimiento anterior para los otros especímenes.
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Las capas deberán ser perpendiculares con respecto al eje vertical del espécimen y no se deberán desviar más de 2mm en 200 mm. La planeidad de las superficies de las capas deberá ser de 0.075 mm en 400 mm. El espesor promedio de la capa no deberá exceder de 3 mm. 7 No repare el refrentado. Remueva las capas con imperfecciones y reemplácelas por otras nuevas. No ensaye el espécimen hasta que la capa haya alcanzado la resistencia deseada en base a los ensayos de calificación. El endurecimiento de la capa deberá ser de al menos dos horas.
Ingeniería de materiales Ing. Lesly E. Mendoza M. Cálculos
Mediciones
Calcule el promedio de las dos mediciones del largo del espécimen, el promedio de las dos mediciones del ancho del espécimen, y el promedio de las dos mediciones de la altura. Área Neta Calcule el Área Neta promedio del espécimen de la siguiente manera: Área neta (An), mm2 = L x W Dónde: An= área neta del espécimen o segmento, mm 2, L = longitud promedio del espécimen o segmento, mm, y W = ancho promedio del espécimen o segmento, mm. Resistencia a Compresión Calcule la Resistencia a Compresión del Área Neta de la muestra de la siguiente manera: Dónde: Pmáx.= carga máxima de compresión, N, y An = área neta promedio de la muestra, mm2. Reporte
El reporte deberá incluir lo siguiente:
La resistencia a la compresión en área neta, con una precisión de 0.1 MPa por separado para cada espécimen y en promedio para los tres especímenes.
El ancho promedio, la altura promedio y la longitud promedio con una aproximación de 2.5 mm para cada espécimen.
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Sección
UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS Y MATERIALES "ING. MARIO ÁNGEL GUZMÁN URBINA" Código: INFORME DE LA REALIZACIÓN DEL MÉTODO DE ENSAYO Versión ESTÁNDAR PARA COMPRESIÓN DE ADOQUINES DE CONCRETO Página (Basado en ASTM C140–06) Fecha de Aprobación:
Cliente: Dirección: Proyecto:
FOR-005-006 0 1/1
N° de informe: Correla tivo Ítem:
Fecha de Soli citud: Fecha de Recepción: Fecha de Ensa yo: Procedenci a:
Edad:
Espécimen N° Largo (mm) Largo promedio, L (mm) Ancho (mm) Ancho promedi o, W (mm) Altura (mm) Altura promedio, H (mm) Largo (adoquín cortado) (mm) Largo promedi o (a doquín cortado), L (mm) Ancho (adoquín cortado) (mm) Ancho promedi o (a doquín cortado ), W (mm) Área Neta, An (mm²) Carga Máxima, Pmax (N) Resi stencia Área Neta, (MPa) Resistencia Área Neta Promedio, (MPa) Observaciones:
“ LAS COPIAS DE ESTE INFORME DE ENSAYO NO SON VÁ LIDAS SIN LA AUTORIZACIÓN DEL LABORATORIO” “ EL LAB ORAT ORIO NO SE HACE RESPONSABLE DEL USO Y LA IN TERPRETAC IÓN DE LOS DATOS DEL INFORM E DEL ENSAY O” “ M UESTREO REALIZADO POR EL INTERESADO” “ EL INFORME CORRESPONDE ÚNICA Y EXCLUSIVAM ENTE A LA M UESTRA RECIBIDA”
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